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    Alberto D'AMORE

    Insegnamento di MATERIALI PER L'AERONAUTICA E LO SPAZIO

    Corso di laurea in INGEGNERIA AEROSPAZIALE, MECCANICA, ENERGETICA

    SSD: ING-IND/22

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Le tematiche affrontate nel corso sono qui brevemente sintetizzate:
    - fondamenti riguardo i fenomeni su scala atomica (legame atomico, struttura cristallina, difetti cristallini, diffusione atomica)
    - comportamento termico e meccanico dei materiali
    - analisi e prevenzione della frattura
    - diagrammi di fase
    - cinetica e trattamenti termici
    - cenni su materiali polimerici e compositi

    Testi di riferimento

    J. F. Shackelford: “Scienza ed Ingegneria dei Materiali”, Prentice Hall, settima edizione a cura di Alberto D’Amore per Pearson Paravia-Bruno Mondadori S.p.A.

    Obiettivi formativi

    Fornire le conoscenze di base sul comportamento dei materiali per scopi aeronautici e spaziali, dalla scala atomica a quella globale.

    Prerequisiti

    Analisi Matematica I, Fisica, Chimica

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali

    Metodi di valutazione

    Prova scritta che comprende esercizi pratici e domande di teoria.

    Programma del corso

    Strutture cristalline dei metalli (Fcc,bcc, Hcp) . Slip system. Il legame chimico e sue relazioni con l’elasticità dei materiali. Strutture cristalline nei ceramici (sale, fluorite, diamante, grafite)

    Calcolo della densità teorica. Difetti lineari, dislocazioni, difetti planari. Origine della deformabilità plastica. Processi attivati . Eq. di Arrhenius. Solubilità allo stato solido. Processi diffusivi. Stato non stazionario: leggi di Fick. Carbocementazione degli acciai. Diagrammi (binari) di fase: regola della leva. Diagrammi TTT- Cristallizzazione: nucleazione e crescita .Trasformazioni diffusionali. Trasformazioni non diffusionali. Trattamenti termici per l’acciaio.Indurimento per precipitazione. Test di Jominy. Lavoro a freddo. Annealing. Leghe metalliche notevoli. Leghe dell’alluminio. Proprietà meccaniche dei metalli. Curve sforzo deformazione. Sforzo vero e sforzo ingegneristico. Durezza. Proprietà meccaniche dei polimeri: creep e stress relaxation. Proprietà meccaniche dei vetri e dei materiali ceramici. Modello di Griffith. Deformazione viscoelastica: tempra dei vetri. Shock termici. Energia di Impatto: test di Charpy, Izod. Fracture toughness. Fatica.

    Cenni sui polimeri e sui compositi. Le fibre e le matrici: caratteristiche meccaniche. I compositi con fibre corte. Equazione di Halpin Tsai. I compositi particellari. I nanocompositi. Il caso dei nanotubi. I compositi a fibre lunghe.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    The topics addressed in the course are briefly summarized here:
    - Fundamentals concerning phenomena on an atomic scale (atomic bond, crystalline structure, crystalline defects, atomic diffusion)
    - thermal and mechanical behaviour of materials
    - fracture analysis and prevention
    - Phase diagrams
    - kinetics and heat treatments
    - notes on polymeric and composite materials

    Textbook and course materials

    J. F. Shackelford: “Scienza ed Ingegneria dei Materiali”, Prentice Hall, seventh edition cured by Alberto D’Amore for Pearson Paravia-Bruno Mondadori S.p.A.

    Course objectives

    To provide basic knowledge on the behaviour of materials for aeronautical and space purposes, from the atomic scale to the global scale.

    Prerequisites

    Mathematics, Physics, Chemistry

    Teaching methods

    Lectures

    Evaluation methods

    Written test including practical exercises and theory questions.

    Course Syllabus

    Crystalline structures of metals (Fcc, bcc, Hcp) . Slip system. The chemical bond and its relationship with the elasticity of materials. Crystalline structures in ceramics (salt, fluorite, diamond, graphite)

    Calculation of theoretical density. Linear defects, dislocations, planar defects. Origin of plastic deformability. Processes activated . Arrhenius equation. Solid state solubility. Diffusive processes. Non-stationary state: Fick's laws. Carburization of steels. Phase diagrams (binaries): leverage rule. TTT diagrams - Crystallization: nucleation and growth. Diffusional transformations. Non diffusional transformations. Heat treatments for steel. Precipitation hardening. Jominy test. Cold working. Annealing. Remarkable metal alloys. Aluminum alloys. Mechanical properties of metals. Stress deformation curves. True effort and engineering effort. Hardness. Mechanical properties of polymers: creep and stress relaxation. Mechanical properties of glass and ceramic materials. Griffith model. Visco-elastic deformation: glass tempering. Thermal shock. Impact Energy: Charpy test, Izod test. Fracture toughness. Fatigue.
    Notes on polymers and composites. Fibres and matrices: mechanical characteristics. Composites with short fibres. Equation of Halpin Tsai. Particle composites. Nanocomposites. The case of nanotubes. Long fibre composites.

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